Paslanmaz çelik boru et kalınlığı şunlara göre seçilmelidir: tasarım basıncı, tasarım sıcaklığı, malzeme kalitesi, üretim toleransları ve hizmet koşulları. Bir boru programı boyutsal bir seriyi tanımlar; evrensel bir basınç derecesi oluşturmaz.
Örneğin, Schedule 40S paslanmaz çelik boru, farklı nominal boyutlarda farklı et kalınlıklarına sahiptir. İzin verilen basıncı ayrıca tasarım sıcaklığındaki malzeme özelliklerine, üretim spesifikasyonuna ve geçerli borulama koduna bağlıdır.
Mühendisler, imalatçılar ve tedarik ekipleri için pratik görev, gerekli minimum et kalınlığını belirlemek, ek payları ve toleransları hesaba katmak ve ardından tam tasarımı karşılayan mevcut bir nominal et kalınlığını seçmektir.
Boru et kalınlığı, borunun dış ve iç yüzeyleri arasındaki mesafedir.
İdeal dairesel ve homojen et kalınlığına sahip bir boru için:
İç çap = Dış çap - 2 x Et kalınlığı
Üç et kalınlığı terimi ayırt edilmelidir:
| Terim | Anlamı | Pratik Önemi |
|---|---|---|
| Nominal et kalınlığı | Bir programa veya satın alma boyutuna atanan belirtilen kalınlık | Boruyu tanımlamak ve sipariş etmek için kullanılır |
| Gerekli minimum et kalınlığı | İlgili tasarım kontrolleri tarafından belirlenen minimum kalınlık, ilgili ek payları içerir | Önerilen bir borunun yeterli olup olmadığını belirlemek için kullanılır |
| Gerçek et kalınlığı | Üretilmiş veya hizmetteki boruda ölçülen kalınlık | Kabul denetimi ve durum değerlendirmesi için kullanılır |
Nominal et kalınlığı her konumda zorunlu olarak minimum kalınlık değildir. Sipariş edilen bir boruyu tasarım gereksinimiyle karşılaştırmadan önce üretim toleransları dikkate alınmalıdır.
Mevcut borularda korozyon, erozyon ve önceki imalatlar kalan et kalınlığını etkileyebilir.
Yaygın paslanmaz çelik boru programları şunları içerir: 5S, 10S, 40S ve 80S. Program numarası her zaman nominal boru boyutuyla birlikte dikkate alınmalıdır.
Belirli bir NPS'de, dış çap bu programlar arasında aynı kalır, artan et kalınlığı ise iç çapı azaltır.
Aşağıdaki paslanmaz çelik boru boyut tablosu seçilmiş boyutsal referanslar sunmaktadır.
| Nominal Boru Boyutu | Dış Çap, mm | Program 10S Et Kalınlığı, mm | Program 40S Et Kalınlığı, mm | Program 80S Et Kalınlığı, mm |
|---|---|---|---|---|
| NPS 1/2 | 21.3 | 2.11 | 2.77 | 3.73 |
| NPS 1 | 33.4 | 2.77 | 3.38 | 4.55 |
| NPS 2 | 60.3 | 2.77 | 3.91 | 5.54 |
| NPS 3 | 88.9 | 3.05 | 5.49 | 7.62 |
| NPS 4 | 114.3 | 3.05 | 6.02 | 8.56 |
| NPS 6 | 168.3 | 3.40 | 7.11 | 10.97 |
Dış çaplar bir ondalık basamağa yuvarlanmıştır. Et kalınlıkları nominal boyutlardır, basınç derecelendirmeleri değildir. Bu program kombinasyonları üretici boyutsal tablolarda belgelenmiştir.
NPS nominal bir tanımdır. NPS 2 borunun 2 inç dış çapı yoktur.
Hayır. Özellikle küçük boyutlarda birkaç boyut çakışır, ancak programlar evrensel olarak değiştirilebilir olarak kabul edilmemelidir.
"S" tanımı, ASME B36.19 ile ilişkili paslanmaz boru boyutsal serisini ayırt eder. ASME, B36.19 ve B36.10 et boyutları arasındaki farkları, NPS 12 Schedule 40S ve NPS 10 ve 12 Schedule 80S dahil olmak üzere tanımlar. Bir ikameyi onaylamadan önce geçerli boyutsal standardı ve boyutu doğrulayın.
İç basınç, boru duvarında gerilmelere neden olur. Diğer tasarım girdileri değişmeden kaldığında, daha yüksek basınç genellikle daha kalın bir duvar gerektirir. Daha büyük bir çap da aynı iç basınca dayanmak için genellikle daha fazla et kalınlığı gerektirir.
Ancak, basınç seçimi "düşük basınç için Schedule 10S" ve "yüksek basınç için Schedule 80S" olarak basitleştirilemez. Bu tanımlar çapı, sıcaklığı, malzeme özelliklerini ve tasarım temelini göz ardı eder.
İç basınca maruz kalan düz boru için, yaygın olarak kullanılan bir ASME B31.3 ifadesi, belirtilen uygulama sınırları dahilinde şöyledir:
t = P x D / [2 x (S x E x W + P x Y)]
| Sembol | Anlamı |
|---|---|
| t | Ek ek paylardan önceki basınç tasarım et kalınlığı |
| P | İç tasarım basıncı |
| D | Dış çap |
| S | Tasarım sıcaklığındaki izin verilen gerilme |
| E | Geçerli kalite faktörü |
| W | Kaynak derz mukavemeti azaltma faktörü |
| Y | Geçerli koşullara bağlı kod katsayısı |
Bu ilişki, basınç kapasitesinin programdan daha fazlasına bağlı olduğunu göstermektedir. Kullanımı, B31.3'ü uygulayan üretici mühendislik belgelerinde gösterilmektedir. Katsayıları, malzeme gerilme değerlerini ve uygulama sınırlarını projenin kabul ettiği kod sürümünden seçin.
Korozyon ve mekanik ek payları, üretim toleransı ve diğer gerekli kontroller daha sonra ele alınmalıdır. Bu düz boru iç basınç ifadesi, dirseklerin, dalların veya dış basınca maruz kalan borulama sistemlerinin tasarımını tamamlamaz.
Sıcaklık hem malzeme mukavemetini hem de monte edilmiş borulama sisteminin davranışını etkiler.
Basınç tasarımı için kullanılan izin verilen gerilme, belirtilen malzemeye, ürün formuna ve tasarım sıcaklığına karşılık gelmelidir.
Sıcaklık arttıkça, izin verilen gerilme azalabilir, bu da belirli bir boru duvarının destekleyebileceği basıncı azaltır. Bu nedenle, oda sıcaklığı basınç derecesi, temelini kontrol etmeden yüksek sıcaklık hizmetine taşınmamalıdır.
Yayınlanmış üretici basınç tabloları yaygın olarak malzemeye özgü sıcaklık ayarlamaları kullanır. Bu tür faktörler, bu tablolarda belirtilen ürünlere ve varsayımlara uygulanır; ilgisiz boru spesifikasyonlarına otomatik olarak aktarılmamalıdır.
Oda sıcaklığı çekme mukavemetini gösteren bir malzeme test raporu, tasarım kodunun gerektirdiği izin verilen gerilmenin yerini tutmaz.
Yeterince yüksek sıcaklıklarda ve uzun maruz kalma sürelerinde, sürünme ve gerilme-yırtılma davranışı önemli hale gelebilir.
Düşük karbonlu kaliteler, örneğin 304L ve 316L, bu koşullar için karşılık gelen H kaliteleriyle değiştirilebilir olarak kabul edilmemelidir. ASTM A312, sürünme ve gerilme-yırtılma özelliklerinin önemli olduğu uygulamalar için özel olarak birkaç H kalitesini tanımlar.
Benzer şekilde, bir malzeme veri sayfasının oksidasyon direnci sıcaklığı, basınçlı borulama için otomatik olarak izin verilen bir çalışma sıcaklığı değildir.
Bir boru, sıcaklığı değiştikçe genleşir ve büzülür. Kısıtlamalar, ankrajlar ve bağlı ekipmanlar, bu hareket kısıtlandığında ek kuvvetler ve momentler oluşturabilir.
Et kalınlığını artırmak her termal genleşme sorununu çözmez. Borulama düzeni, destekler, esneklik ve ekipman bağlantı yükleri de değerlendirilmelidir.
Tasarım koşulları, ilgili işletme, çalıştırma, durdurma ve olağanüstü durumları hesaba katmalıdır. Yönetici durum, yalnızca dikkate alınan maksimum basınç yerine belirli bir basınç ve sıcaklık kombinasyonunu içerebilir.
Daha düşük sıcaklık, otomatik olarak basınç derecesini artırma izni olarak yorumlanmamalıdır.
Malzeme uygunluğu, tokluk gereksinimleri, kaynak durumu ve geçerli kod hükümleri, tasarım minimum sıcaklığında hala kontrol edilmelidir.
Et kalınlığı ve korozyon direnci farklı soruları yanıtlar.
Et kalınlığı mekanik kapasiteye katkıda bulunur ve malzeme kaybı için belirtilen herhangi bir ek payı sağlar. Malzeme seçimi, borunun işlem ortamına nasıl tepki verdiğini belirler.
Hayır. 304 ve 316 paslanmaz çelik karşılaştırması korozyon performansını basınç tasarım özelliklerinden ayırmayı gerektirir.
316'daki molibden ilavesi, 304'e kıyasla belirli aşındırıcı ortamlara karşı direnci artırır. Tek başına, her boru boyutu ve sıcaklığı için daha yüksek bir izin verilen basınç oluşturmaz. Basınç hesaplamaları, tam olarak belirtilen kalite ve koşul için atanan izin verilen gerilme değerini kullanmalıdır.
Ek kalınlık, öngörülebilir genel metal kaybı için bir ek pay sağlayabilir. Çukurlaşma, yarık korozyonu veya gerilme-korozyon çatlamasına karşı dirence güvenilir bir ikame değildir.
Örneğin, 304L ve 316L gibi standart östenitik kaliteler, yüksek sıcaklıklarda klorür gerilme-korozyon çatlamasına duyarlı olabilir. Et kalınlığını artırmak, altta yatan ortam, hassas malzeme ve çekme gerilmesi kombinasyonunu ortadan kaldırmaz.
Malzeme seçimi, akışkan bileşimini, konsantrasyonunu, sıcaklığını, kirleticileri, temizlik kimyasallarını ve işletme koşullarını dikkate almalıdır.
İyi anlaşılmış bir hizmette uygun bir malzeme için sıfır korozyon ek payı haklı gösterilebilir. Belgelenmiş bir tasarım kararı olmalıdır.
Bir borunun paslanmaz çelik olması, otomatik olarak sıfır ek payı haklı çıkarmaz. Tersine, korozyon mekanizmasını değerlendirmeden büyük bir ek pay eklemek, gereksiz maliyet yaratırken ana arıza riskini çözülmemiş bırakabilir.
Basınç tasarım et kalınlığı belirlendikten sonra, seçim geçerli ek payları ve üretim toleransını hesaba katmalıdır.
Negatif üretim toleransının nominal kalınlığın bir kesri olarak ifade edildiği yerde, basitleştirilmiş bir seçim ilişkisi şöyledir:
Gerekli nominal et kalınlığı ≥ (Basınç tasarım kalınlığı + Geçerli ek paylar) / (1 - Negatif tolerans)
Bu ilişki, ek payların ve toleransın yönetici spesifikasyona uygun olarak tanımlandığını varsayar. Şekillendirme sırasında incelme gibi ek gereksinimler ayrı olarak ele alınabilir.
Bir proje hesaplamasının zaten belirlendiğini varsayalım:
Basınç tasarım et kalınlığı: 2.40 mm
Birleşik korozyon ve mekanik ek payı: 0.50 mm
İzin verilen negatif üretim toleransı: 12.5%
Boru boyutu: NPS 2
Bunlar örnek varsayımlardır, basınç derecesi veya önerilen korozyon ek payı değildir.
İlk olarak, ek payları içeren gerekli minimum et kalınlığını hesaplayın:
2.40 + 0.50 = 2.90 mm
Ardından varsayılan negatif toleransı hesaba katın:
Gerekli nominal et kalınlığı = 2.90 / 0.875 = 3.314 mm
Mevcut nominal et kalınlıklarını karşılaştırın:
| Program | Nominal Et Kalınlığı, mm | Varsayılan %12.5 Negatif Tolerans Sonrası Et Kalınlığı, mm | 2.90 mm Gereksinimini Karşılar mı? |
|---|---|---|---|
| 10S | 2.77 | 2.424 | Hayır |
| 40S | 3.91 | 3.421 | Evet |
| 80S | 5.54 | 4.848 | Evet |
Bu varsayımlar altında, Schedule 40S, bu et kalınlığı kontrolünü karşılayan üç listeden en hafif seçenektir vardır.
Bu sonuç sistem tasarımını tamamlamaz. Dış basınç, mekanik yükler, imalat gereksinimleri, bağlantılar ve diğer geçerli kontroller yönetici olabilir.
%12.5'lik düşüş, ilgili boru spesifikasyonlarında ve üretici tablolarında yaygın olarak karşılaşılan bir değerdir, ancak her paslanmaz ürün veya satın alma koşulu için varsayılmamalıdır.
Daha kalın bir et kalınlığı mekanik kapasitenin bazı yönlerini iyileştirebilir, ancak ağırlığı, iç çapı, imalatı ve maliyeti de değiştirir.
Yuvarlanmış NPS 2 dış çapı 60.3 mm kullanarak:
3.91 mm et kalınlığına sahip Schedule 40S borunun hesaplanan iç çapı 52.48 mm vardır.
5.54 mm et kalınlığına sahip Schedule 80S borunun hesaplanan iç çapı 49.22 mm vardır.
İdeal dairesel geometriye dayanarak, Schedule 80S borunun yaklaşık %12 daha az iç akış alanı vardır.
Aynı hacimsel akışta, daha küçük iç çap ortalama akışkan hızını artırır. Ortaya çıkan basınç düşüşü ayrı bir hidrolik hesaplama gerektirir.
Daha ağır bir et kalınlığı kaynak süresini, boru ağırlığını ve destek yüklerini de artırabilir. Seçim, mühendislik gereksinimlerini karşılarken, tamamlanmış kurulu sistemi dikkate almalıdır.
Vakuma, dış akışkan basıncına veya basınçlı cekete maruz kalan boru, bir dış basınç değerlendirmesi gerektirir.
İç basınç kontrolünü geçen bir boru hala çökme riski taşıyabilir. Çap-kalınlık oranı, desteksiz uzunluk, ovalite ve malzeme özellikleri bu değerlendirmeyi etkileyebilir.
Karşılaştırırken dikişsiz ve kaynaklı paslanmaz çelik boru, ürün spesifikasyonunu, üretim rotasını, muayene gereksinimlerini ve geçerli kod faktörlerini doğrulayın.
"Dikişsiz" otomatik olarak her basınca uygun anlamına gelmez ve "kaynaklı" otomatik olarak uygunsuz anlamına gelmez. Tam spesifikasyon ve tasarım koşulları kabul edilebilirliği belirler.
Fitinglerin, flanşların, vanaların, contaların ve mekanik bağlantıların basınç-sıcaklık uygunluğunu kontrol edin.
Tatmin edici bir düz boru hesaplaması, tüm tertibatın derecesini belirlemez. Bir bağlantı veya başka bir bileşen daha düşük bir sınır getirebilir.
Titreşim, basınç döngüsü, termal döngü, ölü ağırlık ve dış kuvvetler ek değerlendirme gerektirebilir.
ASME B31.3, yalnızca et kalınlığı hesaplamasından daha geniş bir tasarım, imalat, muayene ve test gereksinimleri yelpazesini kapsar.
Açık bir talep, boru spesifikasyonunu, onu değerlendirmek için kullanılan işletme bilgisinden ayırmalıdır.
| Teklif Talebi Kalemi | Sağlanacak Bilgi |
|---|---|
| Malzeme | Tam kalite ve ürün standardı |
| Boyutlar | NPS veya gerçek OD, boyutsal standart, program veya sayısal et kalınlığı |
| Et kalınlığı temeli | Nominal veya minimum et kalınlığı gereksinimi, geçerli toleranslarla birlikte |
| İmalat rotası | Dikişsiz, kaynaklı veya başka bir belirtilmiş yapı |
| Tasarım koşulları | Teknik seçim desteği gerektiğinde basınç ve sıcaklık durumları |
| Hizmet ortamı | Akışkan bileşimi ve ilgili korozyon koşulları |
| Tedarik detayları | Miktar, uzunluklar, uç hazırlığı ve yüzey durumu |
| Kalite gereksinimleri | Malzeme raporları, izlenebilirlik, muayeneler ve ek testler |
| Proje belgeleri | Onaylanmış borulama spesifikasyonu, çizimleri ve gerekli standart sürümleri |
Bir paslanmaz çelik boru denetim planı, boyutsal uygunluğun ve malzeme kimliğinin nasıl doğrulanacağını tanımlamalıdır.
Hidrostatik test, belirtilen koşullar altında gerçekleştirilen bir kabul testidir. Test basıncı, kurulu sistemin sürekli çalışma basıncı olarak yorumlanmamalıdır.
Tek bir standart et kalınlığı yoktur. Nominal kalınlık boru boyutuna ve programına bağlıdır. Örneğin, NPS 2 Schedule 40S'nin nominal et kalınlığı 3.91 mm iken, NPS 4 Schedule 40S'nin nominal et kalınlığı 6.02 mm'dir.
Schedule 40S için evrensel bir basınç derecesi yoktur. Hesaplama çapa, malzeme kalitesine, tasarım sıcaklığına, geçerli kod faktörlerine, ek paylara ve üretim toleransına bağlıdır.
Evet, tam tasarım ve bileşen spesifikasyonları izin veriyorsa. Schedule 10S, basınçsız hizmete bir kısıtlama yerine boyutsal bir tanımdır.
Gerektirebilir. Tasarım sıcaklığında izin verilen gerilme azalırsa, aynı basınç ve çap için daha kalın bir duvar gerekebilir. Malzeme uygunluğu, sürünme davranışı ve termal genleşme de gözden geçirilmelidir.
Daha yüksek bir kalite numarası veya daha iyi korozyon direnci, daha büyük bir basınç kapasitesi oluşturmaz. Tam malzeme ve tasarım sıcaklığı için kod izin verilen gerilme değerini kullanın.
Yalnızca proje gereksinimlerini kontrol ettikten sonra. Daha kalın bir et kalınlığı iç çapı, ağırlığı, kaynak hazırlığını ve potansiyel olarak hidrolik performansı değiştirir. Mevcut bağlantılar ve ekipman arayüzleri uyumlu kalmalıdır.
Paslanmaz çelik boru et kalınlığını tanımlanmış bir dizi adımda seçin: tasarım koşullarını belirleyin, uygun bir malzeme seçin, gerekli et kalınlığını belirleyin, ek payları ve toleransları dahil edin ve tüm borulama sistemini doğrulayın.
Teklif için, kalite, standart, boyut, et kalınlığı gereksinimi, miktar ve proje spesifikasyonunu sağlayın. Seçim desteği gerektiğinde, basıncı, sıcaklığı ve hizmet ortamını dahil edin.
Tam bir spesifikasyon, tedarikçilerin aynı teknik temelde teklif vermesini sağlar ve denetim ekibine net kabul gereksinimleri sunar.
